近期，意昂体育平台工學院力學系王建祥教授與英國卡迪夫大學工學院（Cardiff University）Bhushan Karihaloo教授、北京理工大學宇航學院張凱博士合作，利用簡單的力學模型揭示了天然蜜蜂蜂窩形成六邊形結構的機理。該工作已發表在《皇家學會界面雜誌》（Journal of the Royal Society Interface），並被《自然》網站、《探索》網站、《生命科學》網站🧑🏽‍🦱、澳洲廣播公司網站🦸🏻‍♀️♓️、美國《赫芬頓郵報》💇🏼‍♀️、《未來》網站等國際媒體廣泛報道。

天然蜜蜂蜂窩具有完美的六邊形結構⛈，是自然界中最神奇的結構之一，並被證實該六邊形結構最大程度地節省了勞力和蜂蠟。古希臘數學家帕普斯（Pappus of Alexandria）在公元四世紀即認識到了六邊形結構的經濟性🔠，並認為蜜蜂有著“幾何上的先見之明”；達爾文曾贊嘆天然蜂窩甚至超越了自然選擇可以導 致的完美結構🪄；十七世紀丹麥數學家巴托林（Erasmus Bartholin）以及20世紀初蘇格蘭動物學家湯普生(D’Arcy Thompson)認為六邊形來自物理過程。然而🧹，迄今為止🎅，關於蜜蜂如何建造出完美的六邊形結構的過程還沒有詳細的分析和實驗觀測。

王建祥等研究發現意大利蜜蜂首先建造圓形截面的蜂窩孔而非六邊形，其鄰近蜂窩孔的空隙清晰可見。這些圓孔堆積成常規的六方陣列⛳️。當沿新蜂窩孔上端切除 0.5mm後，發現蜂窩孔已經呈現出完美的六邊形結構🦹🏽‍♀️，這表明隨著蜂窩孔深度的增加，蜂窩孔逐漸地由圓形轉化成六邊形。同時，研究指出，天然蜂窩六邊形結 構的形成與液橋導致的最小蜂窩孔表面能有關。蜂房中蜜蜂的胸部溫度可以超過40攝氏度🗃。在該溫度下🧻，蜂蠟將變成無定形的塑性狀態， 使得在相鄰孔的孔壁接觸點處形成彎面液橋🛃，進而在該液橋的作用下在孔壁內產生拉應力，使得蜂窩孔形成圓角六邊形。隨著時間的增加，蜂窩孔壁接觸面積逐漸增 加，相鄰蜂窩孔的孔壁逐漸熔合，最終形成表面精細、結構對稱的六邊形結構。最後🚒，研究也提及了蜜蜂的生物行為對於蜂窩孔壁由圓形轉變成六邊形的促進作用。 在自然選擇的作用下🚴‍♀️，蜜蜂已經掌握了一系列的技巧，如咀嚼蜂蠟、加熱蜂蠟以及剔除蜂蠟等，這些技巧使得蜜蜂能夠更簡單🦞、經濟地建造六邊形的蜂窩💷。張凱等人此前關於天然蜂窩的結構和力學性能的研究工作發表於《美國科學院院刊》（http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.0912066107）。

編輯：Moo